请阅读《储能新星——飞轮储能》,并回答问题。
飞轮储能是一种机械储能方式,飞轮储能装置突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。
典型的飞轮储能系统由飞轮、轴承、电机、电力转换器和真空室5个主要组件构成。如图所示。飞轮是飞轮储能系统中的核心部件,飞轮的质量越大、转速越高,储能越多。当飞轮在高速旋转时,会受到极大的离心力作用,所以一般采用高强度碳纤维复合材料来制作,碳纤维复合材料的抗拉强度是高强度钢材的5倍以上,最大限度地增加飞轮储能系统的储能量。轴承的作用是支撑飞轮运动,为了减少爱电设备的旋转摩擦损耗,所以一般都采用磁悬浮轴承。内置电机是互逆式双向电机,它既是电动机也是发电机,在充电时给飞轮加速,飞轮以机械能的形式把能量储存起来;之后,电机维持一个恒定的转速,直到接收到一个能量释放的控制信号;当放电时,它给外围设备供电,此时飞轮的转速不断下降;而当飞轮空闲运转时,装置则以最小损耗运行。电力转换器的作用是提高系统的灵活性和可控性,并将输出电能变换为满足供电要求的电能。真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗。
飞轮储能系统具有高效能转换和高能量密度的特点,能够快速储存和释放能量,寿命较长,可以工作数十年,由于其没有机械接触,具有较高的可靠性和稳定性不会产生污染物和温室气体等有害物质。但是,也有成本高、占用空间大、重量大等劣势需要改善和克服。飞轮储能技术在铁路、城市轨道交通、航空航天、国防军工、医疗等领域广泛应用,市场前景广阔。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/17/4e4d5fbb-f781-437f-825f-824babf643a9.png?resizew=266)
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)飞轮储能系统充电时,完成______ 能到机械能的转换,储存能量;放电时,内置电机作为______ (选填“电动机”或“发电机”)运行;
(2)下面关于飞轮储能说法正确的是( )
A.飞轮储能是以化学能的形式把能量储存起来
B.飞轮转子一般采用高强度钢材以最大限度地增加飞轮的储能量
C.真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗
D.飞轮充电后,电机停止运转,直到接收到能量释放信号,再给外围设备供电
(3)根据文中信息,写出飞轮储能的优势(至少两点)。______
储能新星——飞轮储能
飞轮储能是一种机械储能方式,飞轮储能装置突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。
典型的飞轮储能系统由飞轮、轴承、电机、电力转换器和真空室5个主要组件构成。如图所示。飞轮是飞轮储能系统中的核心部件,飞轮的质量越大、转速越高,储能越多。当飞轮在高速旋转时,会受到极大的离心力作用,所以一般采用高强度碳纤维复合材料来制作,碳纤维复合材料的抗拉强度是高强度钢材的5倍以上,最大限度地增加飞轮储能系统的储能量。轴承的作用是支撑飞轮运动,为了减少爱电设备的旋转摩擦损耗,所以一般都采用磁悬浮轴承。内置电机是互逆式双向电机,它既是电动机也是发电机,在充电时给飞轮加速,飞轮以机械能的形式把能量储存起来;之后,电机维持一个恒定的转速,直到接收到一个能量释放的控制信号;当放电时,它给外围设备供电,此时飞轮的转速不断下降;而当飞轮空闲运转时,装置则以最小损耗运行。电力转换器的作用是提高系统的灵活性和可控性,并将输出电能变换为满足供电要求的电能。真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗。
飞轮储能系统具有高效能转换和高能量密度的特点,能够快速储存和释放能量,寿命较长,可以工作数十年,由于其没有机械接触,具有较高的可靠性和稳定性不会产生污染物和温室气体等有害物质。但是,也有成本高、占用空间大、重量大等劣势需要改善和克服。飞轮储能技术在铁路、城市轨道交通、航空航天、国防军工、医疗等领域广泛应用,市场前景广阔。
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请根据上述材料,回答下列问题:
(1)飞轮储能系统充电时,完成
(2)下面关于飞轮储能说法正确的是
A.飞轮储能是以化学能的形式把能量储存起来
B.飞轮转子一般采用高强度钢材以最大限度地增加飞轮的储能量
C.真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗
D.飞轮充电后,电机停止运转,直到接收到能量释放信号,再给外围设备供电
(3)根据文中信息,写出飞轮储能的优势(至少两点)。
更新时间:2024-01-11 15:20:08
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【知识点】 发电机的构造和工作原理
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(1)发电机发电的过程是将______ 能转化为电能;
(2)将一个重为400N的沙袋举高1.8m后从静止开始释放至落地,重力做功______ J;
(3)调节减速器,让沙袋匀速下落,沙袋的动能______ ,沙袋下落过程中重力势能减小量的80%转化为灯泡的电能,那么沙袋从1.8m的高度落到地面共转化多少J的电能______ 。
重力电灯
“重力电灯”是一种依靠重力做功产生电能的环保型电源,如图所示,在使用过程中,首先由人将沙袋举高,使人的生物能转化为沙袋的机械能,然后沙袋通过减速器匀速下落带动发电机发电,点亮灯泡。发电机是“重力电灯”的核心部件之一,发电机中的线圈在磁场中切割磁感线产生电流,这种电流是交流电,发电的过程属于“磁生电”现象。(1)发电机发电的过程是将
(2)将一个重为400N的沙袋举高1.8m后从静止开始释放至落地,重力做功
(3)调节减速器,让沙袋匀速下落,沙袋的动能
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【推荐2】广东汕头市南澳风力发电场位于南澳东半岛果老山脉,山巅有风车阵,与蓝天大海,组合成一幅壮丽的南粤山水新风景线(图甲),风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/0fdd337a-bcbd-41de-9196-9dabc3d9fa47.png?resizew=367)
(1)风力发电利用的是风能,风能是清洁的、______ (可再生/不可再生)能源;
(2)风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能,通常用密度小,硬度______ (选填“大”或“小”)的复合材料制成,叶片形状像飞机的机翼,若叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面_______ 不同产生压强差,而受到向上的力使风叶旋转;
(3)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机,利用______ 原理,实现机械能转化为______ ;
(4)某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示,由图象得到的下列信息,正确的有哪些______ ;
A.只要有风,机组就能产生电能
B.风速过大,机组不会产生电能
C.风速越大,机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内,机组产生的电功率可能不变
(5)下表给出了在不同风速下某风机获得的能量:
当风速为5m/s时,这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s,该风机发电的效率是______ 。
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(1)风力发电利用的是风能,风能是清洁的、
(2)风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能,通常用密度小,硬度
(3)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机,利用
(4)某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示,由图象得到的下列信息,正确的有哪些
A.只要有风,机组就能产生电能
B.风速过大,机组不会产生电能
C.风速越大,机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内,机组产生的电功率可能不变
(5)下表给出了在不同风速下某风机获得的能量:
平均风速(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 |
1s内获得的能量(×104J) | 1 | 8 | 27 | 64 |
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【推荐3】阅读《共享单车》回答.
共享单车
骑自行车出行有很多益处,不仅可以节能减排、缓解交通压力,而且骑车时,人需要消耗体能,可以强身健体.一个成年人在水平路面上骑车时所受阻力大约20N.
近年来,我国多个城市推出了多种新型共享单车,北京市的许多街道旁也随处可见,如图所示.这种单车外观结构简单,单车的质量约25kg,比普通自行车质量要大些.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/12/e03f0581-9409-432f-9952-e19b4c603e1f.png?resizew=420)
单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS定位模块和SIM卡等,便于监控单车的具体位置和状态,其工作原理如图所示.用户可使用手机下载单车APP,查看并找到单车的位置,然后用手机扫描车身上的二维码,通过手机网络发送电磁波到云端请求解锁,云端收到请求后识别该车辆并发云铃系统送解锁指令,单车执行解锁指令自动开锁,用户便可以开计费结果与信息始骑行,手机APP就显示计睦、计价等信息.
此外,此种单车的第一次代,当用户在骑行过程中踩动状态和定位上报脚踏板,可将机械能转化为电能,为车内蓄电池充电,以满足单车定位和自动开锁等过程中的用电需要.
请根据上述材料,回答下列问:
(1)此种单车和手机之间是利用____________ 传递信息的.若此早种单车使用的GPS信号的频率是1800GHz,而手机中蓝牙通信信号(电磁波)的频率2.4GHz,则该GPS信号的波长_________ 手机蓝牙通信信号的波长.(选填“大于”或“小于”)
(2)此种单车的第一代,在骑行过程中可将机械能转化为电能,是利用________________ 现象实现的.
(3)当手机扫描二维码时,下列说法正确的是_________ .
A.扫描时手机接收到的信号时利用了次声波 B.二维码位于摄像头的一倍焦距以内
C.二维码是光源 D.摄像头相当于凸透镜
(4)一个成年人在水平路面上以正常的速度保持匀速骑行半小时,消耗的能量最接近_______ .
A.2×103J B.2×105J C.2×107J D.2×109J
(5)李嘉轩放学回家途中把自行车骑得飞快,妈妈看见后警告他说“以后骑自行车慢点,不然很危险”,用所学物理知识解释:______________________________ .
共享单车
骑自行车出行有很多益处,不仅可以节能减排、缓解交通压力,而且骑车时,人需要消耗体能,可以强身健体.一个成年人在水平路面上骑车时所受阻力大约20N.
近年来,我国多个城市推出了多种新型共享单车,北京市的许多街道旁也随处可见,如图所示.这种单车外观结构简单,单车的质量约25kg,比普通自行车质量要大些.
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单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS定位模块和SIM卡等,便于监控单车的具体位置和状态,其工作原理如图所示.用户可使用手机下载单车APP,查看并找到单车的位置,然后用手机扫描车身上的二维码,通过手机网络发送电磁波到云端请求解锁,云端收到请求后识别该车辆并发云铃系统送解锁指令,单车执行解锁指令自动开锁,用户便可以开计费结果与信息始骑行,手机APP就显示计睦、计价等信息.
此外,此种单车的第一次代,当用户在骑行过程中踩动状态和定位上报脚踏板,可将机械能转化为电能,为车内蓄电池充电,以满足单车定位和自动开锁等过程中的用电需要.
请根据上述材料,回答下列问:
(1)此种单车和手机之间是利用
(2)此种单车的第一代,在骑行过程中可将机械能转化为电能,是利用
(3)当手机扫描二维码时,下列说法正确的是
A.扫描时手机接收到的信号时利用了次声波 B.二维码位于摄像头的一倍焦距以内
C.二维码是光源 D.摄像头相当于凸透镜
(4)一个成年人在水平路面上以正常的速度保持匀速骑行半小时,消耗的能量最接近
A.2×103J B.2×105J C.2×107J D.2×109J
(5)李嘉轩放学回家途中把自行车骑得飞快,妈妈看见后警告他说“以后骑自行车慢点,不然很危险”,用所学物理知识解释:
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